JP6311540B2 - solenoid valve - Google Patents
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Description
本発明は、流体通路を開閉する電磁弁に関する。 The present invention relates to an electromagnetic valve that opens and closes a fluid passage.
従来、この種の電磁弁として、例えば特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された電磁弁は、磁気吸引力によりステータコア側に吸引される可動部材と、シート部材に形成された流体通路を開閉する弁部材とが、別体に構成されている。 Conventionally, as this kind of solenoid valve, there is one described in Patent Document 1, for example. In the electromagnetic valve described in Patent Document 1, a movable member that is attracted to the stator core side by a magnetic attraction force and a valve member that opens and closes a fluid passage formed in the seat member are configured separately.
また、弁部材は、軸部がシート部材に摺動自在に挿入され、一端側が可動部材に当接している。そして、弁部材は、コイルに通電されていないときには、第1スプリングにより可動部材を介して付勢されて開弁向きに駆動され、コイルへの通電時には、第2スプリングにより直接付勢されて可動部材に追従作動するようになっている。 Further, the valve member has a shaft portion slidably inserted into the seat member, and one end side thereof is in contact with the movable member. When the coil is not energized, the valve member is energized by the first spring through the movable member and driven in the valve opening direction. When the coil is energized, the valve member is directly energized by the second spring to move. It is adapted to follow the member.
さらに、可動部材と弁部材との当接部の外径は、円筒コイルばねである第2スプリングのコイル中心径よりも小さくなっている。 Furthermore, the outer diameter of the contact portion between the movable member and the valve member is smaller than the coil center diameter of the second spring, which is a cylindrical coil spring.
しかしながら、従来の電磁弁は、可動部材と弁部材との当接部の外径が第2スプリングのコイル中心径よりも小さいため、スプリング力の周方向不均一性や可動部材と弁部材との軸ずれによる偏芯力により、弁部材がシート部材のガイド孔内で容易に傾いてしまう。そして、弁部材が傾くことにより、弁部材とシート部材との摺動抵抗が増加するため、応答遅れが発生する。また、弁部材が傾くことにより、閉弁作動時には、弁部材はその周方向の一部がシート部材に当接した後に、傾きが解消されつつ全周がシート部材に当接するため、応答遅れが発生する。すなわち、弁部材の傾き度合いにより弁部材の応答時間がばらつくという問題が発生する。 However, in the conventional solenoid valve, since the outer diameter of the contact portion between the movable member and the valve member is smaller than the coil center diameter of the second spring, the circumferential force non-uniformity of the spring force and the movable member and the valve member Due to the eccentric force due to the shaft misalignment, the valve member easily tilts in the guide hole of the seat member. Since the sliding resistance between the valve member and the seat member increases due to the inclination of the valve member, a response delay occurs. Further, when the valve member is actuated by the tilting of the valve member, the valve member is in contact with the seat member while the tilt is canceled after a part of the circumferential direction of the valve member is in contact with the seat member. Occur. That is, there arises a problem that the response time of the valve member varies depending on the degree of inclination of the valve member.
本発明は上記点に鑑みて、弁部材の応答時間のばらつきを低減することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce variations in response time of valve members.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、通電時に磁界を形成するコイル(15)と、コイルへの通電時に磁気吸引力を発生するステータコア(10)と、磁気吸引力によりステータコア側に吸引される可動部材(18、22)と、流体通路(231)が形成されたシート部材(23)と、軸部がシート部材に摺動自在に挿入され、端部が可動部材に当接し、可動部材に連動して流体通路を開閉する弁部材(25、26)と、コイルに通電されていないときに、可動部材を介して弁部材を所定の向きに付勢する第1スプリング(21)と、弁部材との当接部が環状になり、コイルへの通電時に弁部材が可動部材に追従作動するように弁部材を付勢する第2スプリング(27)とを備え、可動部材と弁部材との当接部のうち少なくとも一方は、環状の突起部(221)で構成されており、
前記第2スプリングは、円筒コイルばねであり、前記突起部の内径は、前記第2スプリングのコイル中心径よりも大であることを特徴とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a coil (15) that forms a magnetic field when energized, a stator core (10) that generates a magnetic attractive force when the coil is energized, and a stator core that generates magnetic attractive force The movable member (18, 22) sucked to the side, the sheet member (23) in which the fluid passage (231) is formed, the shaft portion is slidably inserted into the sheet member, and the end portion contacts the movable member. A valve member (25, 26) that contacts and opens and closes the fluid passage in conjunction with the movable member, and a first spring that biases the valve member in a predetermined direction via the movable member when the coil is not energized. 21) and a second spring (27) for biasing the valve member so that the contact portion with the valve member has an annular shape and the valve member follows the movable member when the coil is energized. Of the contact parts between the valve and the valve member Even one, is constituted by an annular protrusion (221),
The second spring is a cylindrical coil spring, and the inner diameter of the protrusion is larger than the coil center diameter of the second spring .
これによると、可動部材と弁部材との当接部の径が大きくなるため、スプリング力の周方向不均一性や可動部材と弁部材との軸ずれがあっても、弁部材の傾きが発生しにくくなる。したがって、弁部材の応答時間のばらつきを低減することができる。 According to this, since the diameter of the contact portion between the movable member and the valve member is increased, the inclination of the valve member is generated even if the spring force is not uniform in the circumferential direction or the movable member and the valve member are misaligned. It becomes difficult to do. Therefore, variation in response time of the valve member can be reduced.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
本発明の電磁弁は、例えば、内燃機関(より詳細にはディーゼルエンジン)に燃料を供給する燃料噴射装置の吸入調量弁として用いられる。なお、燃料噴射装置は、燃料を高圧化して圧送するポンプ、このポンプにて高圧化された燃料を蓄えるコモンレール等を備えている。そして、吸入調量弁は、ポンプへ供給される燃料の流量を調整するものである。 The solenoid valve of the present invention is used, for example, as an intake metering valve of a fuel injection device that supplies fuel to an internal combustion engine (more specifically, a diesel engine). Note that the fuel injection device includes a pump that increases the pressure of the fuel and pumps the fuel, a common rail that stores fuel that has been increased in pressure by the pump, and the like. The intake metering valve adjusts the flow rate of the fuel supplied to the pump.
図1に示すように、強磁性体金属よりなる有底円筒状のステータコア10と、強磁性体金属よりなる円筒状のスリーブ11が、反強磁性体金属よりなる円筒状のカラー12を介して一体化されている。具体的には、ステータコア10の開口側端部とカラー12は、溶接またはろう付け等で気密的に接合され、スリーブ11とカラー12も、溶接またはろう付け等で気密的に接合されている。また、金属よりなる略円筒状のガイド13が、スリーブ11に溶接またはろう付け等で気密的に接合されている。
As shown in FIG. 1, a bottomed
ヨーク14は、強磁性体金属よりなり、略円筒状に形成されている。そして、ヨーク14は、ステータコア10の外周側に配置され、その一端面がガイド13の端面に当接している。
The
コイル15は、通電時に磁界を形成するもので、ボビンにコイル線が巻かれて円筒状に形成されており、ステータコア10とヨーク14との間に配置されている。そして、コイル15への通電時にステータコア10が磁気吸引力を発生するようになっている。
The
プレート16は、強磁性体金属にて環状に形成され、ステータコア10における底部の外周側に配置され、ステータコア10とヨーク14との間の磁気回路を形成している。また、プレート16とステータコア10とを螺合させてプレート16とステータコア10とを接合することにより、プレート16とガイド13との間にヨーク14が挟持されている。
The
ステータコア10、スリーブ11、カラー12、およびガイド13によって、アーマチャ室17が区画形成されている。このアーマチャ室17は、アーマチャ室17に収容されたアーマチャ18(詳細後述)によって2つの室に分割されている。具体的には、アーマチャ18よりもステータコア10側に位置する第1アーマチャ室170と、アーマチャ18よりも反ステータコア側に位置する第2アーマチャ室171とに分割されている。
An
ステータコア10内には、第1アーマチャ室170と連通する第1スプリング室19が形成されている。この第1スプリング室19には、円柱状のコア側ストッパ20、およびアーマチャ18をステータコア10から遠ざかる向きに付勢する第1スプリング21が配置されている。
A
コア側ストッパ20は、第1スプリング室19の底部側に位置して、第1スプリング21の一端を受ける円柱状のスプリング受け部200、および第1スプリング21の内側に位置して、後述するシャフト22との当接によりアーマチャ18のステータコア10側への移動範囲を規制する円柱状のストッパ部201を備えている。
The core-
アーマチャ18は、強磁性体金属よりなり、円筒状に形成されている。このアーマチャ18には、その径方向中心部に金属製の円柱状のシャフト22が挿入されている。アーマチャ18とシャフト22は、溶接にて接合されている。
The
アーマチャ18はその一端面がステータコア10に対向し、アーマチャ18およびシャフト22は磁気吸引力によりステータコア10側に吸引されるようになっている。なお、アーマチャ18およびシャフト22は、本発明の可動部材を構成している。
One end face of the
シャフト22の一端はアーマチャ18からガイド13側に向かって突出しており、ガイド13に形成されたガイド孔130にシャフト22の突出部位が摺動自在に挿入されている。
One end of the
シャフト22の一端側端部には、径方向中心部に凹部220が形成されるとともに、凹部220を囲み且つ後述するスプリングホルダ26側に向かって突出する環状の突起部221が形成されている。
At one end of the
シャフト22の他端はコア側ストッパ20のストッパ部201と対向しており、ストッパ部201とシャフト22との当接により、アーマチャ18のステータコア10側への移動範囲が規制されるようになっている。
The other end of the
ガイド13における反アーマチャ側には、金属よりなる円筒状のシート部材23が溶接にて接合されている。そして、ガイド13とシート部材23によって、第2スプリング室24が形成されている。
A
シート部材23には、後述する弁体25の軸部が摺動自在に挿入されるシート部孔230、流体が流通する流体通路231、および流体通路231中に位置して弁体25が接離するシート面232が形成されている。
The
弁体25は、金属にて円柱状に形成されている。弁体25の一端側には、シート面232と接離して流体通路231を開閉する弁部250が形成されている。弁体25の他端側は第2スプリング室24に突出しており、その他端側端面はシャフト22の端面に対向している。弁体25における軸部の外周面には、第2スプリング室24と流体通路231とを連通させる切り欠き部251が形成されている。
The
弁体25の他端側には、金属にて円筒状に形成されたスプリングホルダ26が、圧入やかしめによって固定されている。そして、スプリングホルダ26とシート部材23との間に挟持された第2スプリング27により、弁体25およびスプリングホルダ26がシャフト22側に付勢されている。また、スプリングホルダ26の一端面はシャフト22の突起部221に対向している。なお、弁体25およびスプリングホルダ26は、本発明の弁部材を構成している。
On the other end side of the
第2スプリング27は、円筒コイルばねである。したがって、スプリングホルダ26と第2スプリング27との当接部は環状になっている。また、シャフト22、弁体25、スプリングホルダ26および第2スプリング27は、同軸上に配置されている。そして、突起部221の内径は、第2スプリング27のコイル中心径よりも大きく設定されている。
The
上記構成において、コイル15に通電すると、アーマチャ18およびシャフト22が第1スプリング21の付勢力に抗してステータコア10側に吸引され、第2スプリング27に付勢された弁体25およびスプリングホルダ26がアーマチャ18およびシャフト22に追従して移動し、弁体25の弁部250がシート面232に着座して流体通路231が閉塞される。
In the above configuration, when the
一方、コイル15への通電が停止されると、アーマチャ18およびシャフト22は第1スプリング21に付勢されて弁体25側に向かって(すなわち、ステータコア10から遠ざかる向きに)移動し、シャフト22の突起部221がスプリングホルダ26に当接する。
On the other hand, when the energization of the
さらに、シャフト22の突起部221がスプリングホルダ26に当接すると、弁体25およびスプリングホルダ26は、シャフト22を介して第1スプリング21に付勢され、弁体25の弁部250がシート面232から離れて流体通路231が開かれる。
Further, when the protruding
ここで、シャフト22には径方向中心部に凹部220が形成されているため、シャフト22の径方向中心部はスプリングホルダ26に当接せず、シャフト22の径方向中心部から離れた位置にある突起部221がスプリングホルダ26に当接する。
Here, since the
したがって、シャフト22とスプリングホルダ26との当接部の径が大きくなるため、シャフト22とスプリングホルダ26との軸ずれがあっても、シャフト22の突起部221とスプリングホルダ26が当接している際の、弁体25およびスプリングホルダ26の傾きが発生しにくくなる。
Therefore, since the diameter of the contact portion between the
その結果、弁体25とシート部材23との摺動抵抗が減少し、また、閉弁作動時には弁部250の全周が速やかにシート面232に当接するため、弁体25の応答性が向上し、ひいては弁体25の応答時間のばらつきが小さくなる。
As a result, the sliding resistance between the
特に、本実施形態のように、突起部221の内径を第2スプリング27のコイル中心径よりも大きく設定することにより、シャフト22とスプリングホルダ26との当接部の径を十分に大きくすることができ、シャフト22の突起部221がスプリングホルダ26に当接した際の、弁体25およびスプリングホルダ26の傾きが一層発生しにくくなる。
In particular, as in this embodiment, by setting the inner diameter of the
上記の説明から明らかなように、本実施形態によると、弁体25およびスプリングホルダ26の傾きが発生しにくくなるため、弁体25の応答時間のばらつきを低減することができる。
As is apparent from the above description, according to the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. Only the parts different from the first embodiment will be described below.
図2に示すように、シャフト22の突起部221の内周側は、ステータコア10(図1参照)側からスプリングホルダ26側に向かって拡径するテーパ面になっている。
As shown in FIG. 2, the inner peripheral side of the protruding
また、スプリングホルダ26において、シャフト22の突起部221の内周側(すなわち、テーパ面になっている部位)に対向する部位は、シャフト22側からシート部材23(図1参照)側に向かって拡径するテーパ面になっている。
Further, in the
そして、シャフト22のテーパ面とスプリングホルダ26のテーパ面が当接することにより、シャフト22とスプリングホルダ26は両者の軸心が一致する方向に位置調整され、弁体25およびスプリングホルダ26の姿勢をさらに安定させることが可能となる。
Then, when the tapered surface of the
したがって、本実施形態によると、弁体25の応答時間のばらつきをさらに低減することができる。
Therefore, according to this embodiment, the variation in the response time of the
(他の実施形態)
上記各実施形態では、本発明の電磁弁を内燃機関用燃料噴射装置の吸入調量弁に適用したが、本発明は、流体通路を開閉する電磁弁に広く適用することができる。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the electromagnetic valve of the present invention is applied to the intake metering valve of the fuel injection device for an internal combustion engine, but the present invention can be widely applied to an electromagnetic valve that opens and closes a fluid passage.
また、上記各実施形態では、シャフト22に環状の突起部221を形成したが、スプリングホルダ26に環状の突起部を形成して、スプリングホルダ26の突起部をシャフト22に当接させるようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably.
また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。 Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible.
また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except for the case where it is clearly indicated that the element is essential and the case where the element is clearly considered essential in principle. Yes.
また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。 Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case.
また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。 Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
10 ステータコア
15 コイル
18 アーマチャ(可動部材)
21 第1スプリング
22 シャフト(可動部材)
23 シート部材
25 弁体(弁部材)
26 スプリングホルダ(弁部材)
27 第2スプリング
231 流体通路
10
21
23
26 Spring holder (valve member)
27
Claims (2)
前記コイルへの通電時に磁気吸引力を発生するステータコア(10)と、
前記磁気吸引力により前記ステータコア側に吸引される可動部材(18、22)と、
流体通路(231)が形成されたシート部材(23)と、
軸部が前記シート部材に摺動自在に挿入され、端部が前記可動部材に当接し、前記可動部材に連動して前記流体通路を開閉する弁部材(25、26)と、
前記コイルに通電されていないときに、前記可動部材を介して前記弁部材を所定の向きに付勢する第1スプリング(21)と、
前記弁部材との当接部が環状になり、前記コイルへの通電時に前記弁部材が前記可動部材に追従作動するように前記弁部材を付勢する第2スプリング(27)とを備え、
前記可動部材と前記弁部材との当接部のうち少なくとも一方は、環状の突起部(221)で構成されており、
前記第2スプリングは、円筒コイルばねであり、
前記突起部の内径は、前記第2スプリングのコイル中心径よりも大であることを特徴とする電磁弁。 A coil (15) that forms a magnetic field when energized;
A stator core (10) that generates a magnetic attractive force when energized to the coil;
Movable members (18, 22) attracted to the stator core by the magnetic attraction force;
A sheet member (23) in which a fluid passage (231) is formed;
A valve member (25, 26) having a shaft portion slidably inserted into the seat member, an end portion contacting the movable member, and opening and closing the fluid passage in conjunction with the movable member;
A first spring (21) for biasing the valve member in a predetermined direction via the movable member when the coil is not energized;
A second spring (27) for biasing the valve member so that the contact portion with the valve member has an annular shape and the valve member follows the movable member when the coil is energized;
At least one of the abutting portions between the movable member and the valve member is composed of an annular protrusion (221) ,
The second spring is a cylindrical coil spring;
The solenoid valve according to claim 1, wherein an inner diameter of the protrusion is larger than a coil center diameter of the second spring .
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